この記事では遺伝学の頻出内容である染色体の倍数性について解説します。染色体の倍数性についてはH23年度試験、H25年度試験の二次試験に出題がみられ、いずれも同質倍数性および異質倍数性の原理について知っておく必要があります。
染色体の数的変異
染色体の数的変異は倍数性と異数性に分けることができる。倍数性は配偶子に含まれる染色体セット（n）の正確な倍数的変異であり、半倍体、一倍体、二倍体、三倍体と表記される。異数性は体細胞での染色体数（2n）が種に特異的な正常数に比べ１ないしは数個多いか少ない状態を指す。
異数性の記事はこちらから
※厳密にはｎは配偶子の染色体数、２ｎは接合体の染色体数を意味し、正常の二倍体の配偶子に含まれる染色体の数を基本数ｘで示す。例えばヒトの場合、２ｎ＝２ｘ＝４６となり、ターナー症候群のように染色体数が1本少ない場合は、２ｎ＝２ｘ－１＝４５と表される。
倍数性
倍数性は植物、特に被子植物によくみられる現象である。倍数性には同質倍数性と異質倍数性の２種類がある。
・同質倍数性
同質倍数性とは同じ染色体構成をもつゲノムの整数倍の変化であり、通常の二倍体を2nと表すと、同質三倍体は3n、同質四倍体は4nとなる。一般的に同質倍数タイでは細胞や固体の大きさが二倍体よりも大きくなるといわれており、これは同じ機能を持つ遺伝子の相乗効果によるものと考えられている。
また、倍数性は種子繁殖する植物よりも栄養繁殖する植物によく見られ、種子植物の1/3が倍数体起源であるといわれている。これは相同染色体が３個以上存在することにより減数分裂時に多価染色体を形成することで不均等な分配が行われ、稔性の低下を引き起こすことがあるためである。
稔性 植物が受粉し果実をつくることが可能であること
・異質倍数性
異質倍数性は２種類以上の異なったゲノムを持つ倍数体である。例えばゲノムA、ゲノムB、ゲノムCがるとすると、異質四倍体をAABB、異質六倍体をAABBCCなどと表すことができる。
異質倍数性は次のように生じたと考えられている。ゲノムAとゲノムBをもつ異なる二種の間で交雑が起こり、F1雑種（AB）が生じる。Aゲノム染色体とBゲノム染色体の間で十分に分化が起こっている場合、対合が起こらず染色体はランダムに分離するため、配偶子のゲノム構成が乱れ稔性が低下する。そのためゲノム構成が維持されるには何らかの機構でゲノムの倍加が必要である。自然界で異質倍数体が生じる際は、F1雑種で非還元性配偶子が形成され、それら同士の受精があるとされている。
非還元性配偶子 染色体の半減が起こらずに生じた配偶子
国家総合職過去問演習
H25年度 国家総合職試験(化学・生物・薬学) 専門記述 遺伝学
問）野生型の二倍体のスイカを用いて種なしスイカを作出する方法について、次のキーワードを全て用いて説明せよ。キーワード「二倍体、三倍体、四倍体、コルヒチン処理」
解答はこちら
参考文献
中村千春 ,「基礎生物学テキストシリーズ1 遺伝学」,p64~66,東京化学同人, (2013)
コメント